减少石油管道中的沉积物的方法和装置的制作方法

专利名称：减少石油管道中的沉积物的方法和装置的制作方法
减少石油管道中的沉积物的方法和装置
相关申请的交叉引用本申请是2008年3月20日提交的、名称为“MAGNETIC FIELD PROCESS FOR PREVENTING WAX SEPARATION IN PETROLEUM"、申请号为 12/052,沘7 的美国专利 申请的部分继续申请，并要求于2007年3月20日提交的申请号为2007100382^.X的中国 专利申请的利益。通过引用的方式将之前的各个申请整体并入作为该说明书的一部分。技术领域
本专利申请主要涉及采油，更具体而言，是涉及防止、减少或者消除石油管道 或者抽油机的抽油杆中的沉积物的方法和装置。
相关技术的说明全球的石油提炼工业总是被蜡(例如链烷烃，也被称作石蜡)和油井管中的污垢沉 积物所困扰。蜡沉积造成对抽油杆的侵蚀和阻碍，而污垢沉积导致抽油杆的加速磨损， 从而导致石油减产甚至停产，而采用化学品来消除蜡又会造成对环境的化学污染。严重 的污垢沉积物甚至可能需要用热水来清洗油井。而且，现存的机械刮刀需耗时耗力，也 耗费材料和能量，而结果总是低于理想值。
为了增加石油产量，现有的技术利用物理的和化学原理，例如电磁场和超声 波，通过利用相应的感应器来激活容易被分离的污垢分子来减少污垢累积，但是效果一 般都不令人满意。例如，申请号为99250279.9、名称为“油井清蜡装置”的中国实用新 型专利采用卷扬机将连接脉冲信号发送机的电缆置于井下，并利用换能器将脉冲信号转 换为超声波以消除油井中的蜡沉积。然而，这种设备需要被置于原油管道的内部才能运 行。发明内容
在一个实施例中，提供了一种用来消除输油管线上的沉积物的装置。该装置可 包括可被连接到输油管线的管道，该管道可具有为输油管线中的流体流动限定方向的管 轴。该装置还可包括环绕地设置在所述管道周围的第一和第二励磁绕组，和适于将电波 电气地传送至所述第一励磁绕组和所述第二励磁绕组的电波发生器。响应于所述电波， 所述第一励磁绕组适于产生具有第一磁轴的第一磁场，所述第二励磁绕组适于产生具有 第二磁轴的第二磁场。所述第一磁轴与所述第二磁轴可不共线，至少所述第一磁轴与所 述管轴可以不共线。
一种用来减少石油管道中的沉积物的装置的实施例可包括接近石油管道设置的 励磁绕组，石油管道具有适于石油流体的流动的通道。励磁绕组适于产生延伸进入所述 管道的通道的磁场。该装置可包括适于将电波传送至所述励磁绕组以使励磁绕组响应于 所述电波而产生所述磁场的电波发生器。所述电波包括高频分量、低频分量和超低频分 量，所述高频分量可包括频率范围为大约25 kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量可 包括频率范围为大约25Hz至大约MOHz的低频，所述超低频分量可包括频率范围为大约0.1 Hz至大约IOHz的超低频。在某些实施例中，所述高频、所述低频和所述超低频中的 至少一个至少部分地基于能够在所述石油管道中流动的石油流体的特性来选择。在一实施例中提供了一种减少石油管道中的沉积物的方法。该方法包括产生 包含高频分量、低频分量和超低频分量的电波，所述高频分量可包括频率范围为大约25 kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量可包括频率范围为大约25Hz至大约240Hz的低 频，所述超低频分量包括频率范围为大约0.1 Hz至大约IOHz的超低频。该方法还包括 在石油流体流过所述管道时将所述电波施加至多个环绕地设置在石油管道周围的励磁绕 组。在某些实施例中，阻止蜡和污垢在油井中堆积的装置包括含有多个分段式励磁 绕组的激励器和适于产生电波并将电波提供给该多个励磁绕组的电波发生器。激励器可 外安装在位于油井的井口上的采油树处的非磁性管道周围，对所述多个励磁绕组施加电 波，多个励磁绕组就可适于产生多个串联的且连续反向的磁极。电波发生器可适于接收 交流输入，对交流输入进行整流，并输出具有宽频谱高次谐波的脉冲电流和在0.5-lOHz 的超低频率范围内周期性地变化的脉冲激励波，形作为电波。在某些实施例中，激励器包括50个分段励磁绕组或者更少一些。在一些其它 实施例中，该多个励磁绕组以串联、并联和相控阵连接中的任意一种方式相互连接，以 产生相应的具有不同强度和频率的电磁场。在某些实施例中，电波发生器包括至少一个 适于对交流输入进行整流的桥式晶闸管。在这些实施例中，至少一个桥式晶闸管的导通 角是由在0.5-10HZ的超低频率范围内周期性地变化的触发电位所控制。在另外的实施例 中，由所述至少一个桥式晶间管输出的脉冲激励波形包括近似的方波前沿。在某些实施例中，阻止蜡和污垢在油井中堆积的装置还另外包括适于基于来自 激励器的温度反馈的表征来控制电波发生器的温度反馈控制器。在某些实施例中，阻止 蜡和污垢在油井中堆积的装置还另外包括适于设定由激励器产生的磁场强度、电波发生 器的初始值和超低频率中的至少一个的控制器。 本发明的实施例可降低石油粘度，并防止固体石蜡和污垢在油管中沉积，这样 消除或者减少了清洗油井的必要性。而且，本发明的实施例可减少油管中的抽油阻力， 减少抽油机的驱动电流，并增加油管内石油的流速。所有的这些可提高石油产量和运输 效力。


下面的附图和相关的描述被提供来说明本公开的实施例，并不会限制权利要求 的范围。图1原理性地说明了其中的激励器被安装在油井的采油树的出口支管上的减少 沉积物的装置的实施例；
图2原理性地说明了激励器实施例中的绕组布局的示例；
图3，4和5原理性地说明了图2中的一励磁绕组和管道之间的关系的示例；
图6，7，8和9原理性地说明了在激励器实施例中的其它的可能的绕组布局的示
例；
图10为原理性地说明用来环绕管道安装励磁绕组的绕组架的实施例的截面图；图11为说明电波发生器的示例的示意图； 图IlA原理性地说明了电波实例的示例性包络线；图IlB原理性地说明了包含5个绕组的激励器的实施例的相控阵的开关和时序图的示例；图12为说明减少或者防止石油管道中的沉积物的方法的实例的流程图。
具体实施方式
下面的详细说明是针对本文公开的特定实施例。然而，本文公开的各种实施例 可以多种不同的方式实现，例如，正如由权利要求定义和覆盖的。在这里描述的实施例 可能以各种形式来实现，本文公开的任何具体的结构、或者功能或者结构和功能仅仅是 代表性的。基于本文的教导，所属技术领域的技术人员应当理解一个实施例可能独立于 任何其它实施例来实施，这些实施例中的两个或者更多个可以以各种方式相结合。例 如，可利用本文说明的任意数量的实施例来实现装置或者实践方法。另外，除了或者不 同于本文提出的一个或更多的实施例，可利用其它的结构、功能或者结构和功能来实施 这样的装置或实践这样的方法。
尽管特定的实施例被示例性地描述为减少石油管道中的沉积物，但是，本领域 技术的普通技术人员会认识到本文公开的装置和方法可被用于减少和消除适于运送其它 液体(例如，水)的管道中的沉积物和污染物。例如，在某些实施例中，所公开的系统 和方法可被用于除锈管、出油管线、冷却器、热交换器等等。
用于减少管道(例如石油管道)中的沉积物的装置的一个实施例包括激励器和 电波发生器。激励器包括多个可外安装于一段管道的励磁绕组(在某些实施例中叶被称 为分段励磁绕组)。例如，励磁绕组可大体上围绕石油管道的一段。例如，石油管道可 以为用于输出来自油井的原油的油管的一部分，或者为运送原油的油管的一部分。在某 些实施例中，激励器由外部安装于实质上为非磁性的一段管道。所公开的装置的某些实 施例的可能的优势在于该装置可由外部安装在易接近的管道的一部分上(例如，高于地 面)°
电波发生器包括用于产生电波的电路。电波发生器将产生的电波提供至激励器 的励磁绕组。在某些实施例中，电波包括数个波分量，例如高频交流波、低频脉冲波、 和/或具有大致为方波前沿的超低频率矩形脉冲波。
在一个实施例中，一旦应用电波，励磁绕组就至少在管道的一部分的内部产生 磁场。所产生的磁场相对于石油管道的轴线可能具有连续改变的、不稳定的、扭曲的轴 向角。在一个实施例中，所产生的磁场包括高频交流磁场。正如从Maxwell (麦克斯韦) 方程可知，管道中的时变磁场可感应出电场(例如，通过Faraday (法拉第)定律)。在 这类的实施例中，电场和/或磁场(电磁场的成分)可向管道(例如，石油和泥水)中 的液体中的微粒提供共振激发能量。共振激发能量使微粒在被从石油管道内部的流体中 分离之前需要更长的时间降低至较低的能量水平是可能的(尽管不是必需的)。在一个 实施例中，所产生的磁场包括低频磁场，低频磁场可向已经从石油和泥水中分离出的独 立的蜡分子或者污垢团提供能量，以使蜡微粒或者污垢团附着于石油管道的内表面或者 抽油杆的外表面的可能性较低。在一个实施例中，所产生的磁场包括超低频率磁场可产生微-浪涌(micro-surge)水力效应，来溶解已经附着在石油管道的内表面或者抽油杆 的外表面上的蜡微粒或者污垢团。在其他的实施例中，其他的效应可有助于减少或者放 置管道中的沉积物。图1原理性地示例说明了减少(或者防止)管道中的沉积物的装置的实施例。 正如图1中所示的实施例所说明的，激励器1被外置在管道7周围。在该示例中，管道 7在其一端同采油树4的出口支管连接。管道7还在其另一端同输油管9连接。法兰5 和6可被用来分别将采油树4的出口支管和输油管9连接至管道7的两端。在其他的示 例中，管道7可被连接至其他的液体连接器、流体装置、泵等等。在其他的实施例中， 激励器1可被设置于不同于图1中所示的管道7的其他管道的一部分的周围。例如，激 励器1可被设置在输油管9、油管8或者另一些管道或者装置的一部分的周围。采油树4是包括阀门、线轴和用于将油管8固定在油井内部的装置的组件。采 油树4的功能为防止油从油管8流出至外界，并指引和控制来自油井的地层流体的流动。 正如图1中所示，原油通过地下压力由油管8内部被运送至底面，并为采油树4收集。 这样，由采油树4产生的原油随后流过管道7并进入输油管9而被运送，例如，运送至油 罐、提炼厂或者其他油设施。尽管图1说明了利用采油树4来从油井中产生油，但是，任何提升机构可被用来 在油井中的压力耗尽之后产生原油，例如抽油机、人工提升方法、水注射等等。在图1所示的实施例中，激励器1通过插头2被电连接至电波发生器3。在一个 实施例中，插头2包括一个或者更多个(例如，20)的芯，用以为激励器1的元件提供电 连接。电波发生器3产生电波并将电波通过插头2传送至激励器1。图2原理性地示出了激励器1的实施例中的绕组布局的例子。激励器1包括至 少两个励磁绕组。在某些实施例中，励磁绕组的数量为2至50。在其他的实施例中，励 磁绕组的数量可大于50。在图2所示的实施例中，激励器1包括5个励磁绕组10,11,12,13,14。励磁绕组 10,11,12,13,14中的一个或者更多个在管道7的长度方向上可相互隔开。激励器1还包括 包住管道7的一段、励磁绕组10,11,12,13,14和相应的电缆和连接(未示出)的保护外壳 la。保护外壳Ia可包括磁物质(例如，高导磁率金属)，以将激励器1的外部区域从绕 组10-14中产生的磁场中屏蔽。在一个实施例中，管道7在地面之上并由非磁性材料制 成。在一个实施例中，管道7具有大约50至100厘米的长度，并大体上缠绕有2个至50 个励磁绕组。在一个实施例中，使用了 7个绕组。在一个实施例中，管道7的长度为80厘米，并由非磁性材料制成。可利用电缆 来将励磁绕组10,11,12,13,14连接至插头2，插头2可拆除地连接至外壳Ia的外部表面。
在图2所示的实施例中，励磁绕组10,11,12,13,14被外置围绕在管道7的一段， 管道7具有管轴15。在某些实施例中，一旦应用了由电波发生器3产生的电波，励磁绕 组可适于产生两个磁极(例如，北极(N)和南极(S))。每个励磁绕组可产生具有磁 轴的磁场。例如，正如图2中的点划线所示，励磁绕组10,11,12,13和14每个都具有各自 的磁轴10a,11a,12a,13a和14a。因此，该多个励磁绕组包括多个磁轴。激励器1的励磁绕组可以被调整，以使它们各自的磁轴形成多种磁场形态。例 如，在一个实施例中，一个励磁绕组的磁轴同至少一个其他的励磁绕组的磁轴不共线。相对于管轴5，励磁绕组的一个或者更多个的磁轴可能不共线。在另一实施例中，一个励 磁绕组的磁轴和另一励磁绕组的磁轴基本上相互平行，但是在空间上相互间隔。在另一 实施例中，一个励磁绕组的磁轴和另一励磁绕组(或者管轴5)的磁轴基本上处于同一平 面，但是相交形成夹角。在另一实施例中，一个励磁绕组的磁轴和另一励磁绕组的磁轴 相互间隔，并相互之间形成角度(例如，各个磁轴可位于不同的平面上)。励磁绕组的 磁轴之间形成的角度可包括0度(例如，两个磁轴相互平行)。在另一实施例中，一个 励磁绕组的磁轴与另一励磁绕组的磁轴处于不同的平面。参照图3至9，示出和说明了激 励器1中的励磁绕组的可能的布局的示例。
图3为原理性地说明一个励磁绕组和管道7之间的关系的示例的俯视图，例如励 磁绕组11。励磁绕组11的磁轴Ila由点划线说明，管道7的轴15由虚线说明。在图3 的俯视图的示例中，励磁绕组11相对于管轴15旋转形成有角θ 1(相对于图3所示的平 面)，在某些实施例中，角θ 1大约为0至30度。在其他实施例中，角θ 1大约大于30度。
图4为原理性地说明励磁绕组12同磁轴12a以及管道7之间的关系的另一示例 的俯视图。相对于图3中所示的例子，在该示例中，角θ 1的旋转方向相反。在图4所 示的例子的某些实施例中，角θ 1大约为0度至30度。在其他的实施例中，角Θ1大约 大于30度。
图5为示例说明一个励磁绕组和管道7之间的关系的另一例子的俯视图，例如励 磁绕组21 (在图2中未示出)。在该例子中，励磁绕组21呈倾斜(相对于图4的平面) 形成角θ 2。因此，励磁绕组21的磁轴相对于管道7的轴15形成角θ 2。在某些实施 例中，角θ 2大约为0度至30度。在其他的实施例中，角θ 2大约大于30度。通过比 较图3、4和5可以看出，励磁绕组11的旋转轴垂直于励磁绕组21的倾斜轴。在某些实 施例中，励磁绕组可在第一方向周围(about)绕旋转轴旋转角Θ1 (例如，参见图3， 4)，同时在第二方向周围(about)(例如，参见图5)绕倾斜轴倾斜角θ 2。第一方 向可垂直于(例如，正交于)第二方向。在不同的实施例中，角Θ1和θ 2中的一个或 者两个都大约为0度至30度。在其他的实施例中可使用其他的角度。
图6，7和8是原理性地说明激励器1中的可能的绕组布局的三个其他示例的俯 视图。在图6中，励磁绕组22,23和M分别具有磁轴2 ,23a和Ma。在该示例中，磁 轴22a-24a基本上相互平行，并基本上平行于管轴15。励磁绕组22-24中每个励磁绕组 的旋转和倾斜角Θ1和θ 2都很小(接近于0度)。磁轴22a-24a与管轴15间隔不同的 距离，例如，磁轴2 较磁轴2 距离管轴15的间隔更少。在该示例中，磁轴23a位于 管轴15的上方(在图6的平面中)，磁轴2 和24a位于管轴15的下方(在图6的平面 中)。在其它的实施例中可采用其他的间隔量(以及相对于管轴15的方向)。
图7和8为原理性地说明励磁绕组25,沈和27 (分别具有磁轴25a, 26a和27a) 和励磁绕组观，四和30 (分别具有磁轴^a, 29a和30a)的俯视图。在这些示例的每个 例子中，磁轴基本上都相互平行，但是相对于管轴15形成角度。在图7所示的示例中， 磁轴25a-27a相对于管轴15逆时针旋转，在图8所示的示例中，磁轴^a_30a相对于管轴 15顺时针旋转。
图9为原理性地说明激励器1的可能的绕组布局的另一示例的俯视图。激励器1包括磁轴分别为31a, 32a, 33a和34a的励磁绕组31, 32, 33和34。在该示例中，磁轴31a 顺时针旋转并同管轴15偏移。在该示例中，磁轴32a倾斜于管轴15 (并可能偏移)。 在该示例中，磁轴33a从管轴15逆时针旋转。在该示例中，磁轴34a基本上平行于管轴 15，但与管轴15偏移。图3-9所示的励磁 绕组和磁轴的形态的示例旨在示例说明，而不是限制本文描 述的激励器中可采用的磁场布局的类型。例如，可采用不同于图3-9中说明的数量的励 磁绕组。励磁绕组之间的空间隔离度可与所示的不同。任意励磁绕组的磁轴可具有不同 于图3-9中所示的旋转角、倾斜角和/或同管轴15的位移。许多变形都是可能的。激励器的励磁绕组可以任意适当的电气配置被电气连接。例如，绕组可以串 联、并联或者相位阵列的方式被连接，以为不同的原油混合物提供不同的场效应。在某 些实施例中，相位阵列连接可能类似于相控阵雷达或者相控阵天线的连接。例如，图9 中示出的励磁绕组可被连接为相控阵。被连接为相控阵的五绕组激励器的实施例的开关 和时序图的示例将参照图IlB在下文说明。在某些实施例中，应用由电波发生器3提供的电波后，励磁绕组就产生两个磁 极。因此，激励器的1的励磁绕组如果被施加由电波发生器3产生的电波，其就共同产 生能够有利地至少延伸进入管道7的复合磁场。正如下面将关于图11和ΙΙΑ,ΙΙΒ描述 的，由电波发生器3产生的电波可能包括交流分量。在一些这类的实施例中，由励磁绕 组产生的磁极可响应于由产生器3提供的电波而交替。因此，在某些这类实施例中，当 流体(例如，油和/或泥水)流过管道7时，流体经受磁极已连续变化的复合磁场几何体 和其中一部分的场线基本上不平行于和/或基本上不垂直于管轴15的场线。例如，图9 原理性地说明了励磁绕组31-34的各个绕组在特定时刻的可能的北(N)和南(S)磁极 的序列。在该示例中，流过管道7的流体将经历一连串的NSNSNSNS磁极。在其他实 施例中，磁轴31a-34a的中一个或更多个的极性可能与图9中所示的不同。例如，通过 改变励磁绕组的线路连接和/或改变施加至特定的励磁绕组的电流(和/电压)的方向可 改变磁轴的极性。在某些实施例中，电波为幅值为时间的函数而变化的直流电流。在某 些实施例中，电波可能包括交流电流成分。图9中所示的由绕组31-34产生的复合磁场具有几何磁场(field geometry)，几 何磁场(field geometry)可包括基本上不平行于和/或基本上不垂直于管轴15的磁场线。 例如，在一些激励器实施例中，其中包括旋转的、倾斜的和/或移位的励磁绕组，复合 磁场线包括相对于管轴15弯曲或者波动起伏的部分。在一些这类实施例中，至少一个励 磁绕组的磁轴和管轴15不共线。而且，在某些实施例中，第一绕组的磁轴和第二绕组的 磁轴不共线。因此，流过这样的激励器的实施例的流体可能经历磁场，磁场强度和/或 方向(相对于流体)似乎随流体通过激励器1而在空间上改变和/或短时地变化。在某些实施例中，电波被作为直流(DC)传送至激励器的励磁绕组，其中电流 的方向不会随时间改变。DC电流的幅值可以如下面所讨论的而随时间变化。在应用直 流电流时，由一个或者更多个励磁绕组产生的磁极(被叫做DC磁极)可能被选择为在激 励器的位置同地球的磁场相一致。例如，对于位于北半球的油井，更靠近于采油树4的 一个DC磁极为北磁极；另一距采油树4较远的DC磁极是南磁极。对于位于南半球的 油井，更靠近采油树4的一个DC磁极为南磁极，另一距采油树4较远的DC磁极为北磁极。在励磁绕组的这样的DC磁极布局中，如果管道是由磁性材料(例如，诸如铁、钴 等的铁磁体)形成的，由励磁绕组产生的磁场就可能沿着系统中的其它管道被传送。例 如，如图1中所示，由激励器1产生的磁场可传送至管道8，进入油井的更深的部位，这 样可能有利地减少(或者防止)或者消除油管8的更深位置的沉积物。在其他的实施例 中，由激励器产生的磁场可能传送至其他的由合适的磁性材料形成的管道、连接件、装且寸寸。
图10为原理性地说明围绕在管道7外侧的用来安装励磁绕组31的绕组架32的 横截面图。正如图10中所示，励磁绕组31可被盘绕在绕组架32中。管道7穿过绕组 架32的开口 33。绕组架32可被旋转、倾斜、和/或偏移于管道7以提供励磁绕组和磁 轴的期望的布局。绕组架32可被牢固地连接到管道7的外表面。在某些实施例中，绕 组架32相对于管道7是可调整的，以使架32和管道7的布局可以自由地改变。在某些 实施例中，第一内侧绕组架可被嵌入至少一个第二外侧绕组架的内部。
图11为说明电波发生器3的示例的原理图。在该实施例中，电波发生器3包 括微处理器1101、波形信号发生器1102、整流电路1103、摇摆式振荡器1104、整流器 1105、振荡器1106、放大器1107和电容器1108。在其他的实施例中，可采用另外的和 /或不同的组件，并且图11中所示的组件的一些或者所有的功能都可以被集成。许多的 变形都是可能的。
在图11所示的实施例中，整流器1105接收交流电(AC)。在一个实施例中， 交流电为50 Hz, 220 VAC。在另一实施例中，交流电为60 Hz, 110 VAC。在其他的实施 例中采用其他频率的交流电流和其他电压。例如，在一个实施例中采用的是660 VAC。
整流器1105将交流转换为直流。整流器1105可包括允许在一个方向上较其它 方向上有更多电流流过的非线性电路部件。在一个示例中，利用了全波整流器1105。在 另一实施例中，利用了半波整流器1105。
振荡器1106可包括将来自直流源的能量转换为周期性地变化的电输出。在一个 实施例中，由振荡器1106输出的高频交流波形包括正弦波。在某些实施例中，振荡器 1106将来自整流器1105的直流转换为高频交流波形。在一个实施例中，该高频的范围为 大约25 kHz到65 kHz。高频的选择可基于不同油田的蜡可能具有不同的地质(geology) 这一事实来选择。例如，可根据在油田的实验和/或来自油田的统计数据来选择高频的 值，以更好地与特定油田中的蜡地质(geology)相符合。
放大器1107可包括能增大随时间变化的物理量的能量等级的器件，而基本上不 扭曲该量的波形。在图11所示的实施例中，放大器1107将由振荡器1106输出的高频 交流波形的能量等级放大。在某些实施例中，高频波形的幅值(无负载)的范围为大约 15V至大约25V。当连接有负载(例如，励磁绕组)时，高频波形的幅值可能位于大约 2V至大约4V的范围(在具有5个串联连接的绕组的示例激励器中)。在某些情形中， 励磁绕组的电感可能影响材料属性，这可能修改电波的参数(例如，电压和/或电流)。
在某些实施例中，利用电容器1108将放大器1107的输出端耦接到电波发生器3 的输出端。在某些实施例中，电容器1108向电波发生器3的输出端输出高频交流波作为 由电波发生器3产生的电波的第一分量。如下所述，在某些实施例中，电波还可能包括 其他的分量并被称为复合波。
在某些实施例中，当高频交流波被施加至激励器1的励磁绕组时，就使得励磁 绕组产生高频交变电磁场。在某些情况下，该高频交变电磁场可能向管道7 (或者其他 的流通性地连接至其中的管道)中的石油和泥水中的微粒提供共振激发能量。无需遵守 或者要求任何特定的理论，被提供给微粒的共振激发能量可抑制(或者阻止)石油(和/ 或泥水)中的蜡微粒和/或污垢的层化和沉积。例如，在从油井中生产石油的过程中， 石油的压力和温度随着石油被抽运到表面而下降。石油中的蜡微粒或者污垢的激发能级 一般随着温度和/或压力的下降而降低。当处于较低的激发能级时，蜡(和/或污垢) 可能形成蜡微粒(和/或污垢团)。通过施加由激励器产生的高频交流磁场，石油和/ 或泥水中的微粒可接收激发能量，相对于不施加高频交流磁场的情形，激发能量趋于增 加微粒的激发能级。因此，所公开的装置和方法的功效的一个可能(但不是必需的)原 因是蜡微粒和/或污垢可被抑制从石油和/或泥水中分离。因此，利用实施例的激励器 的油井在管道表面上和其他与石油接触的部件上可遭受更少的沉积物。尽管在某些情形 中这是一个可能的物理机制，但是，利用所公开的装置和方法的实施例，另外的和/或 不同的物理机制可负责(至少在某种程度上)减少管道中的沉积物。除了第一高频组件外，电波发生器3的实施例可包括另外的组件。例如，一个 或者更多的额外的组件可被用来调制高频交流波和/或产生较低频率的频率分量。例 如，在某些实施例中，发生器3还包括摇摆式振荡器1104，其可被用来产生可被输出至 振荡器1106的低频时变波形。在某些实施例中，低频时变波形包括正弦波或者三角波。 响应于来自摇摆式振荡器1104的低频时变波形的调制，振荡器1106交替地增加和降低高 频交流波的频率，频率增加和降低的量与低频时变波形的频率对应。在一个实施例中， 低频时变波形的频率是频率范围为大约0 Hz至大约10 kHz的正弦曲线。在一个实施例 中，振荡器1106以大约为士5 kHz的量交替地增加和降低(例如，调节)高频交流波
(在一种情形中为40 kHz)的频率。因为确定高频而让高频交流波实质上符合特定油田 的蜡地质(geology)是不切实际的，所以，通过交替地增加和降低高频交流波的高频，向 特定油田的石油和/或泥水中的蜡微粒(和/或污垢)施加合适的频率的可能性可增加。在某些实施例中，电波发生器3可包括整流电路1103。在某些这样的实施例 中，整流电路1103可包括至少一个晶闸管。在某些实施例中，整流电路1103可包括一 个或更多的晶体管、金属氧化物半导体场效应晶体管
(MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、双向晶闸管(TRIAC)、可控硅整流器 (SCR)、二极管等等。在某些实施例中，整流电路1103可被用来将AC输入转换为低 频脉冲波，低频脉冲波被传送至电波发生器3的输出端而作为电波的第二分量。在一个 实施例中，晶闸管由光束(例如，光触发晶闸管或者光敏可控硅整流器)所控制。在一 个实施例中，整流电路1103包括全波双向晶闸管。在某些实施例中，低频的范围为大约 25 Hz至大约240 Hz。例如，在一个实施例中，如果AC输入为50Hz，由整流电路1103 输出的低频脉冲波可能大约为100Hz。在某些实施例中，对于50Hz的220VAC的输入 电压，低频波(无负载)的幅值可能为大约50V至大约100V。在另一实施例中，如果 AC输入大约为60Hz，那么由整流电路1103输出的低频脉冲波可能大约为120Hz。对 于240VAC的输入电压，在某些情形中低频波的幅值可能为大约55V至大约IlOV (无负 载)。在带负载的情况下(例如，当被连接至励磁绕组时)，低频波的幅值范围可能为大约20V至大约60V (在具有5个串联连接的绕组的示例中)。在其他的实施例中，分 频器和/或倍频器分别被用来降低和/或增加AC交流输入的频率和/或低频脉冲波的频 率。在某些实施方式中，根据特定油田的蜡的特性，可利用变压器来将输入电压增大至 几百或者几千伏。
在图11所示的实施例中，整流电路1103的输出端和放大器1107的输出端被电 容器1108电气隔离。因此，整流电路1103的输出中的直流分量不能通过电容器1108。 所以，在该实施例中，整流器1105、振荡器1106、放大器1107和摇摆式振荡器1104实 质上被保护不受整流电路1103输出的强电流损害。整流电路1103输出的直流可能为几 个安培至高达几百安培，这取决于例如不同的励磁绕组的布局。
电波的第二低频分量能够使得激励器中的励磁绕组产生低频磁场。无需遵循或 者需要特定的理论，在某些情形中这些低频磁场就可能向已经从石油和泥水中分离的蜡 微粒或者污垢团提供能量，从而减小(或者阻止)较小的蜡微粒或者污垢团发展为较大 的蜡微粒或者污垢团。在某些情况下，低频磁场也可能挤压和/或摩擦那些正在流体中 漂浮而没有沉积在石油管道的内表面或者抽油杆的外表面上的蜡微粒或者污垢团(或者 其它的微粒或者凸块)。这种挤压和摩擦可溶解和/或减少蜡微粒或者污垢团的大小。 因此，那些已经从石油和泥水中分离的蜡微粒或者污垢团增大为较大的污团或者凸块以 及沉积到石油管道的内表面或者抽油杆的外表面的可能性较小。在其它情形中，另外的 和/或不同的物理过程可(至少在某种程度上)减少沉淀物。
在一些是实施例中，电波发生器3还包括矩形波发生器1102。矩形波发生器 1102可被用来产生超低频率矩形波并将该超低频率矩形波传送至整流电路1103中的晶闸 管。在某些实施例中，超低脉冲频率的范围被选择在大约0.1Hz至大约IOHz之间。超低 频率矩形波可被用来调制晶闸管，例如借助开关调制，其中晶闸管的导通角被控制。因 此，在这类的实施例中，晶闸管在低频脉冲的不同的相角处被开通和关断，这取决于超 低频矩形波的幅值(和/或相位)。因此，在某些这类实施例中，晶闸管输出近似方波 前沿的超低频脉冲作为电波的第三分量。在其他的实施例中，波形发生器1102可产生不 同于矩形的波形，例如，三角波、锯齿波、正弦波、脉冲序列等等。由波形发生器1102 产生的波形可能为但不必然是周期性的。在其它的实施例中，可利用其它的方法来调制 晶闸管，例如，相位调制和/或幅值调制。
电波的第三超低频率分量可使得激励器中的励磁绕组产生超低频率脉冲磁场。 无需遵循或者需要特定的理论，在某些情形中超低频率脉冲磁场可能向石油和泥水流体 中已磁化的微粒提供微一浪涌(micro-surge)水力效应。流体中的磁化微粒可能不是均 勻的，这可能导致流体中的磁化微粒的扭动，从而达到流体中的磁力均衡。磁化微粒的 扭动可有助于溶解那些已经沉积在石油管道的内表面或者抽油杆的外表面上的蜡微粒或 者污垢团。这些效应在这里共同被称为“超低频微一浪涌水力效应(ultralow frequency micro-surge hydraulic effect)，，。在某些情形中，石油流体的粘性可能阻碍流体中的磁 化微粒的快速重组来达到磁力均衡，这样可能增加磁化微粒的混乱的扭动。磁化微粒的 扭动还可能导致磁化微粒的涌动。在一些实施方式中，顺着石油和泥水的流动，超低频 微一浪涌水力效应在石油管道中可传播一定的距离。在某些情形中，超低频微一浪涌水 力效应可经由液压机传播，其能够有效地推动、摩擦、和/或溶解那些已经沉积在石油管道的内表面或者抽油杆的外表面上的蜡微粒、污垢团和/或凸块。采用超低频率的超 低频微一浪涌水力效应相对于采用较高频率的可能更有效，因为石油和泥水的流体中的 微粒的高频率运动可能在沿着管道的相对短的距离内减弱。另外的和/或不同的物理过 程可能(至少部分地)出现在其它情形中。在一个实施例中，矩形波的占空比是动态调整的。因此，由整流电路1103输出 的超低频率脉冲具有不断变化的接近方波前沿的前沿。在某些实施方式中，不断变化的 前沿可加强超低频微一浪涌水力效应。 如上所述，在一些实施方式中电波的第三超低频率分量可包括具有大体上为方 波前沿的波形。从方波前沿的傅里叶分析中可以得知，第三分量相应地可包括相对多的 高次谐波。实验已经表明在某些实施例中这些高次谐波的频率可超过大约100kHz。在 某些情形中，这些高次谐波可增加提供给石油和泥水流体中的微粒的共振激发能量。在某些实施例中，电波发生器3可包括微处理器1101。在某些这类的实施例 中，微处理器1101可包括单片机，单片机可作为单一集成电路芯片上的中央处理器。在 某些实施例中，可包含更多的处理器。在某些实施例中，微处理器1101提供为激励器 1和电波发生器3设置初始值的功能，根据电气反馈监控和动态地控制激励器1和电波3 的工作状况。例如，微处理器1101可为振荡器1106建立基本的输出频率，以使振荡器 1106输出具有该基本输出频率的高频交流波。在某些情形中，该基本输出频率大约为 36kHz。微处理器1101还可以为摇摆式振荡器1104设定摆动频率，以使摇摆式振荡器 1104输出具有该摆动频率的低频率正弦波，并且因此振荡器1106以与该摆动频率对应的 量摆动高频交流波的频率。微处理器1101可设定占空比，以使矩形波发生器1102输出 具有该占空比的超低频率波形。例如，在一个实施例中，矩形波的占空比为20:80。在 另一实施例中，矩形波的占空比为90:10。在另一实施例中，占空比为50:50 (例如，方 波)。在另一实施例中，矩形波的占空比随时间不断变化。在某些实施例中，微处理器1101可接收一个或者更多的来自激励器1的反馈。 例如，微处理器1101可接收一个或者更多的指示励磁绕组的导线温度的温度反馈，指示 励磁绕组的导线中的电流值的电流反馈，和指示油井内压力的压力反馈。至少部分地基 于这些反馈(和/或其它可能的反馈)，微处理器1101可动态地调整由电波发生器3产 生的部分或者所有的电波分量的工作状况。例如，微处理器1101可动态地为励磁绕组设 定励磁电流值，动态地设定复合电波的高频率、低频率和/或超低频率，以适应不同油 田的地质，防止励磁绕组过热和/或过负载，防止抽油机在实质上没有出油的情况下工 作，等等。在石油应用中，管道中的流体通常包括石油和泥水。在某些油田中石油更像蜡 状，而在其它的油田中石油更像胶状。而且，泥水的量随地点而变化。激励器1的特性 可部分地基于特定地点的石油的特性被调整。在某些情形中，激励器1可被使用一段时 间来形成使用统计，帮助确定该位置的最适当的激励器特性。例如，不同的电流可被施 加到励磁绕组，使用统计可表明哪个电流对减少沉积物是最有效的。如上所述，激励器1的实施例可包括多个励磁绕组，励磁绕组包括多匝电线。 在特定的实施方式中，励磁绕组中的电线的匝数、励磁绕组的数量、和/或施加至绕组 的电流可根据特定油田处的使用统计适当地改变。例如，在生产蜡油的油田中，可使用包含5个绕组的激励器，每个绕组具有1240匝(一共为6200匝)。在一个示例油井中， 可采用5安培的电流，激励器可产生31000安一匝(6200匝乘以5安培)。在另一示例 中，在生产胶油的油田中，可使用包括5个绕组的激励器，每个绕组带有1240匝(一共 6200匝)。在一个示例油井中，可采用6安培的电流，激励器可产生37200安一匝(6200 匝乘以6安培)。
在某些实施例中，激励器1的一个或者更多的励磁绕组可超过成千上万的安一 匝。为了减少或者防止脉冲波所导致的强反电动势的损害，微处理器1101可被配置来控 制电波发生器3的相关器件慢慢地开通、慢慢地关断、和/或慢慢地调制脉冲。另外， 由于整流电路1103实质上可能持续地在热和/或潮湿的环境条件中工作，因此微处理器 1101可被配置来控制整流电路1103 (和/或图11中所示的其它元件)的冷却、限流等寸。
如上所述，在某些实施例中，电波发生器3产生包括一个或更多个分量的电 波。图IlA原理性地示例说明了由电波发生器3的一个实施例产生的电波的幅值的包络 线。正如会由所属技术领域的技术人员理解的，电波的幅值在图IlA所示的包络线内 部随时间振荡。在该示例中，电波包括3个分量(1)高频分量1501， (2)低频分 量1502，和(3)超低频分量1503,1504。例如，高频分量1501可包括频率范围为大约 25kHz至65kHz的正弦振荡；低频分量1502可包括频率范围为大约25Hz至MOHz的正弦 振荡；超低频分量1503，1504可包括频率为大约0.1Hz至IOHz的矩形脉冲序列。在图 IlA所示的示例中，晶闸管的开关调制被用来调制低频分量。例如，在对应于超低频分 量的前沿1503的时刻晶闸管被导通，在对应于超低频分量的后沿的时刻晶闸管被关断。 在该示例中，低频波形和高频波形的幅值比大约为10比1。
在某些实施例中，电波包括这三种分量中的一部分，但不是全部，例如，低频 分量和超低频分量，或者高频分量和低频分量等等。在某些实施例中，如果存在高频分 量的话，其频率可最佳地被调制为大约OPiz和大约IOkHz之间(例如，大约为5kHz)。 在某些实施例中，低频分量和高频分量的幅值之比的范围为从大约10比1到大约15比 1。可采用其它的幅值比。例如，特定油田的使用统计可被用来选择波形分量的幅值、 频率和/或相位，以为该油田的地质提供最佳的沉积物的减少。
电波发生器3将电波传送至激励器1的励磁绕组。在某些实施例中，电波被传 送至激励器的各个励磁绕组。在其它的实施例中，包含不同频率选择的分量的电波被应 用至激励器的不同的励磁绕组。例如，第一励磁绕组可接收高频分量，第二励磁绕组可 接收低频和超低频分量。许多变形都是可能的。
在激励器1的某些实施例中采用了励磁绕组的相控阵，其中每个绕组都包括允 许微处理器1101来控制将电波施加至该绕组的时间的开关。图IlB原理性地说明了包含 5个励磁绕组(被标识为编号1至编号5)的激励器1550的示例的开关时间示意图。在该 实施例中，可采用一个或者更多的晶体管作为开关15M。在某些实施例中，开关15M被 配置来向绕组传送直流(例如，具有时变的幅值)。在其它的实施例中，开关15M可被 配置来向绕组传送交流。激励器1550接收来自微处理器1101的一连串开关脉冲，并响应 于此，每个绕组的开关允许电流传递至该绕组。在这类实施例中可产生各种相位效应。 例如，如该图的插图(A)中所示，被传送至绕组2和4的电流脉冲的DC极性同传送至绕组1，3和5的脉冲的极性符号相反。因此，该示例中的磁极的排列为NSSNNSSNNS。 插图(B)和(C)原理性地示出了动态相位(分别被称为前送(forwarding)和跃变 (jumping))的示例，其中开关脉冲一时间序列被传送至绕组。例如，在(B)中， 在任意给定时间只有一个绕组为“开通”(例如，接收电流)，并且各个绕组依顺序开 通。在实例(C)中，当绕组2和4 “断开”(例如，不接收电流)时，绕组1，3和 5为“开通”，反之亦然。在激励器的不同实施例中可采用许多不同的时序图。响应于所接收的电波，励磁绕组产生包含相应的高频、低频、和/或超低频分 量的电磁场。所产生的电磁场(从麦斯威尔(Maxwell)定律可知包括电场和/或磁场) 可有益于减少或者防止石油管道中的沉积物。例如，在某些实施方式中，沉积物可能在 一个或者更多的阶段内产生或者形成，其可能包括(1)蜡微粒或者污垢颗粒从石油 和泥水流中分离之前；(2)蜡微粒或者污垢团或者凸块从流体中分离后但在石油管道 的内表面或者抽油杆的外表面上沉积之前；和(3)蜡微粒或者污垢团或者凸块沉积在 石油管道的内表面或者抽油杆的外表面上之后。本文描述的装置和方法可在这些阶段的 部分或者全部以及其它阶段中减少(或者防止)沉积物。在某些情形中，采用参照图2至9所示出和说明的励磁绕组的布局中的一种或多 种，可增强利用高频、低频和/或超低频率电磁场的优势。例如，激励器的励磁绕组可 被设置来共同产生具有连续变化的磁极和场线的复合磁场几何体，磁极和场线基本上不 平行于和/或基本上不垂直于管轴15。这样产生的磁场可具有不固定的磁极、不固定的 频率、不固定的磁场强度、不纯粹的正弦波和/或脉冲激励、和/或不共线且不对称的磁 场。在某些实施方式中，这样的磁场可增加所公开的装置和方法的功效，例如，通过增 加微一浪涌水力效应。

图12为说明防止石油管道中的沉积物的方法的实例的流程图。在模块1201中， 产生出电波。电波可包括高频分量、低频分量和/或超低频分量。利用参照图11所示 出和说明的电波发神奇的实施例，可产生这些分量的部分或者所有分量。例如，高频分 量可包括频率范围为大约25kHz至大约65kHz的高频，低频分量可包括频率范围为大约 25Hz至大约240Hz的低频，超低频分量可包括频率范围为大约0.1Hz至大约IOHz的超 低频。在模块1202中，电波被施加到环绕设置在石油管道周围的一个或者更多个励磁绕 组。例如，励磁绕组可被配置为图2 — 9中所示的示例。如上所述，施加至励磁绕组的 电波产生伸展进入在管道中流动的石油流体(例如，石油和泥水)中的磁(和/或电磁) 场。所施加的磁(和/或电磁)场如上述那样减少或者防止管道中的沉积物。在某些 方法实施例中，在可选模块1203中，改变施加的电波的特性来确定与哪种特性的电波在 减少沉积物方面最有效相关联的使用统计。例如，可改变波形(或者单个的波形分量) 的电流和/或电压。在某些情形中，波形分量的频率可被改变或调节。在某些实施方式 中，励磁绕组的数量和/或特定励磁绕组中的匝数被改变。本领域技术人员会意识到可 收集与系统的性能相关的各种使用统计。在可选模块1204中，系统的特性至少可部分地 基于使用统计来调整，以增强或者最大化沉积物的减少。因此，对于减少特定油田的特 定石油管道的沉积物，某些方法实施例被用来“调整”系统以增强或者最优化该系统的 性能。图12中示例说明的方法实施例可被应用在油井的采油树的出口支管或者输油站的出口支管上。以上说明的实施例可被用于各种类型的油田，包括自流油田，和利用人 工提升机构的油井，例如泵提升机构、链泵，和/或杆式泵。在某些油井实现的实施例 中，激励器1包括二至十二个励磁绕组。以上说明的实施例也可被用于沿着具有成千上 万英里的长度的石油管道的输油站。在输油站实施的某些实施例中，激励器1包括十至 五十个励磁绕组。
上面说明的任何方法都可在包含一个或者更多的通用和/或专用计算机的计算 机系统中实现。这些方法的实现方式可能以硬件、软件、固件或者它们的结合的方式来 实现。以上已经根据其功能说明了各种示例性的部件、单元、模块、电路和步骤。这类 功能示以硬件、固件还是以软件的方式来实现取决于特定应用和总体系统的设计约束条 件。对于各类特定的应用，本领域技术人员可以各种方式来实现所描述的功能，但是这 种实施方案不应当被解释为脱离本文公开的范围。
任何示例性的逻辑单元、模块、以及连同本文公开的实施例说明的电路的都 可在集成电路(IC)、访问终端或者存取点(access point)中实现，或者由集成电路(IC)、访问终端或者入口点执行。IC可包括通用处理器、数字信号处理器(DSP)、 专用集成电路(ASIC)、现场可编程阵列(FPGA)或者其它可编程逻辑器件、分立门 电路或者晶体管逻辑电路、分离硬件元件、电器元件、光学元件、机械元件，或者被设计 来执行本文所描述的功能的这些元件的组合，并可执行存储在IC内部、外部或者在IC内 部、外部都有存储的代码或者指令。通用处理器可能为微处理器，但是作为选择，处理 器可为任何传统的处理器、控制器、微控制器或者状态机。处理器也可实现为计算设备 的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或者多个与DSP核相结合 的微处理器、或者任何其它的那样的构造。
连同本文公开的实施例说明的方法或者算法的步骤可直接在硬件、由处理器执 行的软件模块或者二者的结合中实现。软件模块可存储于RAM存储器、闪存、ROM 存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动硬盘、CD-ROM、 DVD、或者任何技术中已知的其它形式的存储介质中。示例的存储介质可被耦接至处理 器，以使处理器能够从存储介质读取信息和向其中写入信息。或者，存储介质可为处理 器的必要组成部分。处理器和存储介质可位于ASIC中。ASIC可位于用户终端中。在 一个替代性实施例中，处理器和存储介质可作为分离元件存在于用户终端中。
本文描述的实施例可具有多个特征，其中没有一个是绝对必要的或者独自负责 它们的期望属性。在本文公开的任何方法或者程序中，方法或者程序的执行或者操作 可以任何适当的顺序执行，并不必局限于所公开的任何特定顺序。另外，本文描述的结 构、系统、装置和/或设备可实现为集成元件或者分离元件。为了比较不同的实施例， 说明了这些实施例的某些特征和优势。不是所有的这类的特征或者优势都需要通过任意 特定的实施例来达到。因而，各种实施例可被执行，达到或者优化本文教导的一个优势 或者一组优势，而不必同时达到本文所教导或者建议的其它特征或者优势。
通篇说明书所提及的“某些实施例”或者“实施例”意思为连同实施例说明的 特定特性、结构或者特征被包含在至少某些实施例中。因而，在整个说明书中不同地方 出现的短语“在某些实施例中”或者“在实施例中”不必然都指相同的实施例，可指 向一个或者多个相同的或者不同的实施例。而且，正如所属技术领域的技术人员从本文可显然得知的，这些特定的特性、结构或者特征可以任何适当的方式组合在一个或者更 多的实施例中。另外，尽管在示例的上下文中说明了某些优选的实施例和示例，但是，本领域技术人员会理解本发明可超过所具体说明的实施例延伸至其它的替代实施例，和/ 或采用各种修正方式和等同方式。因此，跟随着的权利要求的范围不应该被以上说明的 特定的实施例所限制。
权利要求
1.一种用来消除输油管线中的沉积物的装置，该装置包括用来连接到输油管线的管道，该管道具有为输油管线中的流体的流动限定方向的管轴；环绕地设置在所述管道周围的第一励磁绕组；环绕地设置在所述管道周围的第二励磁绕组；和电波发生器，适于将电波电气地传送至所述第一励磁绕组和所述第二励磁绕组，其 中响应于所述电波，所述第一励磁绕组适于产生具有第一磁轴的第一磁场，所述第二励 磁绕组适于产生具有第二磁轴的第二磁场，所述第一磁轴与所述第二磁轴不共线，并且 至少所述第一磁轴与所述管轴不共线。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一磁轴和所述第二磁轴之间的角度大于0度 而小于大约30度。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述第一磁轴基本上平行于且偏移于所述管轴。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述第一磁轴和所述管轴之间的角度大于0度而小 于大约30度。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一磁轴相对于所述管轴在第一方向周围旋转 第一角度，并相对于所述管轴在第二方向周围倾斜第二角度，所述第一方向同所述第二 方向正交。
6.如权利要求5所述的装置，其中所述第一角度大于0度而小于大约30度。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述第二角度大于0度而小于大约30度。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述第二磁轴与所述管轴不共线。
9.如权利要求1所述的装置，其中所述电波包括高频分量，高频分量包括频率范围为 大约25kHz至大约65kHz的高频。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述电波发生器适于在调制频率处调制所述高频 分量。
11.如权利要求10所述的装置，其中所述调制频率小于大约10kHz。
12.如权利要求10所述的装置，其中所述高频、所述调制频率或者二者都基于输油管 线中的流体的特性来选择。
13.如权利要求9所述的装置，其中所述电波还包括低频分量和超低频分量，所述低 频分量包括频率范围为大约25Hz至大约240Hz的低频，所述超低频分量包括频率范围为 大约0.1Hz至大约IOHz的超低频。
14.如权利要求13所述的装置，其中所述电波发生器包括适于将输入交流电流转换为 所述低频分量的整流电路，和适于产生超低频率的矩形波的矩形波发生器。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述整流电路包括晶闸管，并且所述矩形波适于 控制所述晶闸管的导通角。
16.一种用来减少石油管道中的沉积物的装置，该装置包括接近石油管道设置的励磁绕组，该石油管道具有适于石油流体的流动的通道，所述 励磁绕组适于产生延伸进入所述通道的磁场；和电波发生器，适于将电波传送至所述励磁绕组以使励磁绕组响应于所述电波而产生 所述磁场，所述电波包括高频分量、低频分量和超低频分量，所述高频分量包括频率范围为大约25kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量包括频率范围为大约25Hz至大约 240Hz的低频，所述超低频分量包括频率范围为大约0.1Hz至大约IOHz的超低频，其中 所述高频、所述低频和所述超低频中的至少一个至少部分地基于能够在所述石油管道中 流动的石油流体的特性来选择。
17.如权利要求16所述的装置，其中所述电波发生器包括适于将输入交流电流转换为 所述低频分量的整流电路，和适于产生超低频率的矩形波的矩形波发生器。
18.如权利要求17所述的装置，其中所述整流电路包括晶闸管，并且所述矩形波适于 控制所述晶闸管的导通角。
19.如权利要求16所述的装置，其中所述高频、所述低频和所述超低频中的至少一个 的所述选择至少部分地基于在所述装置于特定油田运行过程中产生的使用统计。
20.一种减少石油管道中的沉积物的方法，该方法包括产生包含高频分量、低频分量和超低频分量的电波，所述高频分量包括频率范围为 大约25kHz至大约65kHz的高频，所述低频分量包括频率范围为大约25Hz至大约240Hz 的低频，所述超低频分量包括频率范围为大约0.1Hz至大约IOHz的超低频；和在石油流体流过所述管道时将所述电波施加至多个环绕地设置在石油管道周围的励 磁绕组。
21.如权利要求20所述的方法，还包括至少部分地基于流过所述管道的石油流体的特 性来选择所述高频、所述低频和所述超低频中的至少一个。
22.如权利要求21所述的方法，还包括为不同的电波的特性确定针对沉积物减少功效 的使用统计，并且其中的选择包括至少部分地基于所述使用统计的选择。
全文摘要
用于消除输油管线的沉积物的装置的实施例可包括能够被连接到输油管线上的管道。该管道可具有为输油管线中的流体的流动限定方向的管轴。该装置还包括环绕地设置在管道周围的第一和第二励磁绕组，和适于将电波电气地传送至第一励磁绕组和第二励磁绕组的电波发生器。响应于该电波，第一励磁绕组适于产生具有第一磁轴的第一磁场，第二励磁绕组适于产生具有第二磁轴的第二磁场。所述第一磁轴与所述第二磁轴可不共线，至少所述第一磁轴与所述管轴可不共线。
文档编号F16L55/24GK102027192SQ200880130584
公开日2011年4月20日 申请日期2008年8月4日 优先权日2008年8月4日
发明者麦启宁 申请人:麦启宁